최근 산업의 발달로 산업폐수가 다량으로 발생됨과 더불어 방류수 내 유독성 중금속이 수생태계에 악영향을 미치고 있으며 또한 인체 내에 축적되는 성질을 가지고 있다. 중금속에 대한 전통 처리방법은 슬러지 발생 등 2차 오염이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 저농도일 경우에도 비경제적인 것으로 보고되고 있다. 그러므로 훌륭한 중금속 처리효과와 경제적인 면에서 보다 우수한 새로운 기술개발이 필요한 시점이다. 중금속 함유 폐수처리를 위한 기존의 처리기술이 지닌 문제점들을 해결하는 대안으로 중금속제거에 보다 경제적이고 효과적이며 친환경적인 기술로서 생물흡착법이 활발하게 연구되고 있다. 생물흡착제로서는 주로 미세 해양 조류, 미생물 및 ...
최근 산업의 발달로 산업폐수가 다량으로 발생됨과 더불어 방류수 내 유독성 중금속이 수생태계에 악영향을 미치고 있으며 또한 인체 내에 축적되는 성질을 가지고 있다. 중금속에 대한 전통 처리방법은 슬러지 발생 등 2차 오염이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 저농도일 경우에도 비경제적인 것으로 보고되고 있다. 그러므로 훌륭한 중금속 처리효과와 경제적인 면에서 보다 우수한 새로운 기술개발이 필요한 시점이다. 중금속 함유 폐수처리를 위한 기존의 처리기술이 지닌 문제점들을 해결하는 대안으로 중금속제거에 보다 경제적이고 효과적이며 친환경적인 기술로서 생물흡착법이 활발하게 연구되고 있다. 생물흡착제로서는 주로 미세 해양 조류, 미생물 및 효모 등이 있으며, 특히 미세조류는 자연에 풍부하여 쉽게 구할 수 있을 뿐만 아니라 중금속 흡착능이 우수하기 때문에 폐수처리에 유용한 것으로 나타났다. 현재 Ulva lactuca L., Laminaria japonica 등을 이용한 중금속 제거의 연구가 많이 있는 반면에 한국과 중국 연해인 황해(黃海) 연안에서 대량 번식하여 환경문제가 되는 감태 (또는 가시파래, Enteromorpha prolifera)에 관한 연구는 국내외에서 많지 않다. 현재 감태는 중국에서 식용을 제외하고 일부 가축 사료로도 활용하고 있지만 대부분 폐기물로 처리되고 있다. 따라서 본 연구에서는 감태를 이용한 중금속 흡착능을 평가하여 감태의 활용방안을 모색하고자 하였다. 비활성 감태의 물리화학적 특성 파악 및 중금속 이온 공존상태에서의 흡착능을 검토하기 위해서 감태를 건조한 후 분말로 만들어 batch test를 하였다. Pb, Cu, Zn, Cd 등 4종의 중금속을 대상으로 흡착실험을 회분식으로 수행하여 적정 투입량, pH, 온도 및 반응시간의 최적 조건을 도출하고자 하였다. 또한 흡착성능을 비교하기 위해서 해조류 중 하나인 다시마(Laminaria japonica)를 이용하였으며 동일 조건에서 흡착실험을 수행하였다. pH 변화에 따른 흡착능을 평가한 결과, pH 5에서 가장 높은 효율을 나타내었다. 온도가 중금속 흡착에 대하여 큰 영향을 미치지 안는 것으로 나타났다. 또한 중금속 초기 농도 증가에 따라 흡착량은 증가하였다. 생물흡착제의 종류에 따라 금속의 흡착율 뿐만 아니라 금속의 선택적인 흡착까지도 명확하게 다른 것으로 나타났다. 감태가 중금속에 대한 흡착능은 종류별에 따라 Pb> Cu> Cd> Zn 순이었고, 다시마는 Pb> Cd> Zn> Cu 순이다. 감태는 Pb, Cu에 대하여 높은 제거효율을 보였으며, Zn과 Cd을 함유하고 있는 폐수에 대해서는 다시마가 오히려 흡착능 효율이 더 좋은 것을 본 연구에서 알 수 있었다. 한편 인공폐수 내 중금속에 대한 감태와 다시마의 흡착능을 보면 모두 Pb에 대하여 80%정도 높은 제거능을 가지고 있다. 다시마가 Zn과 Cd에 대한 흡착능은 가각 39% 및 57%로 큰폭으로 떨어지는 반면에 감태는 이 두 이온에 대하여 단지 13~20%정도 떨어진다는 것을 알수 있다. 이 원인은 생물흡착제와 중금속 이온 친화성 때문일 것이라고 추정된다. Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 적용한 결과, 감태과 다시마가 모두 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 잘 따르며 상관계수가 각가 거의 0.95 및 0.99 이상으로 높게 나온다. Freundlich식을 더 잘 만족하는 것에 의하여 흡착은 주로 이온교환으로 제거되는 것으로 보여진다. 또한 pseudo-first-order-kinetic 및 pseudo-second-order-kinetic 흡착속도식을 적용하여 감태과 다시마는 유사이차흡착속도식의 상관계수가 더 높은 것으로 보아 본 흡착공정은 주로 물리화학적 반응으로 진행한 것으로 판단되었다. 이상 결과로부터 감태를 이용하여 중금속 흡착 제거 효과가 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 조류를 활용한 생물흡착제는 수질관리에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
최근 산업의 발달로 산업폐수가 다량으로 발생됨과 더불어 방류수 내 유독성 중금속이 수생태계에 악영향을 미치고 있으며 또한 인체 내에 축적되는 성질을 가지고 있다. 중금속에 대한 전통 처리방법은 슬러지 발생 등 2차 오염이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 저농도일 경우에도 비경제적인 것으로 보고되고 있다. 그러므로 훌륭한 중금속 처리효과와 경제적인 면에서 보다 우수한 새로운 기술개발이 필요한 시점이다. 중금속 함유 폐수처리를 위한 기존의 처리기술이 지닌 문제점들을 해결하는 대안으로 중금속제거에 보다 경제적이고 효과적이며 친환경적인 기술로서 생물흡착법이 활발하게 연구되고 있다. 생물흡착제로서는 주로 미세 해양 조류, 미생물 및 효모 등이 있으며, 특히 미세조류는 자연에 풍부하여 쉽게 구할 수 있을 뿐만 아니라 중금속 흡착능이 우수하기 때문에 폐수처리에 유용한 것으로 나타났다. 현재 Ulva lactuca L., Laminaria japonica 등을 이용한 중금속 제거의 연구가 많이 있는 반면에 한국과 중국 연해인 황해(黃海) 연안에서 대량 번식하여 환경문제가 되는 감태 (또는 가시파래, Enteromorpha prolifera)에 관한 연구는 국내외에서 많지 않다. 현재 감태는 중국에서 식용을 제외하고 일부 가축 사료로도 활용하고 있지만 대부분 폐기물로 처리되고 있다. 따라서 본 연구에서는 감태를 이용한 중금속 흡착능을 평가하여 감태의 활용방안을 모색하고자 하였다. 비활성 감태의 물리화학적 특성 파악 및 중금속 이온 공존상태에서의 흡착능을 검토하기 위해서 감태를 건조한 후 분말로 만들어 batch test를 하였다. Pb, Cu, Zn, Cd 등 4종의 중금속을 대상으로 흡착실험을 회분식으로 수행하여 적정 투입량, pH, 온도 및 반응시간의 최적 조건을 도출하고자 하였다. 또한 흡착성능을 비교하기 위해서 해조류 중 하나인 다시마(Laminaria japonica)를 이용하였으며 동일 조건에서 흡착실험을 수행하였다. pH 변화에 따른 흡착능을 평가한 결과, pH 5에서 가장 높은 효율을 나타내었다. 온도가 중금속 흡착에 대하여 큰 영향을 미치지 안는 것으로 나타났다. 또한 중금속 초기 농도 증가에 따라 흡착량은 증가하였다. 생물흡착제의 종류에 따라 금속의 흡착율 뿐만 아니라 금속의 선택적인 흡착까지도 명확하게 다른 것으로 나타났다. 감태가 중금속에 대한 흡착능은 종류별에 따라 Pb> Cu> Cd> Zn 순이었고, 다시마는 Pb> Cd> Zn> Cu 순이다. 감태는 Pb, Cu에 대하여 높은 제거효율을 보였으며, Zn과 Cd을 함유하고 있는 폐수에 대해서는 다시마가 오히려 흡착능 효율이 더 좋은 것을 본 연구에서 알 수 있었다. 한편 인공폐수 내 중금속에 대한 감태와 다시마의 흡착능을 보면 모두 Pb에 대하여 80%정도 높은 제거능을 가지고 있다. 다시마가 Zn과 Cd에 대한 흡착능은 가각 39% 및 57%로 큰폭으로 떨어지는 반면에 감태는 이 두 이온에 대하여 단지 13~20%정도 떨어진다는 것을 알수 있다. 이 원인은 생물흡착제와 중금속 이온 친화성 때문일 것이라고 추정된다. Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 적용한 결과, 감태과 다시마가 모두 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 잘 따르며 상관계수가 각가 거의 0.95 및 0.99 이상으로 높게 나온다. Freundlich식을 더 잘 만족하는 것에 의하여 흡착은 주로 이온교환으로 제거되는 것으로 보여진다. 또한 pseudo-first-order-kinetic 및 pseudo-second-order-kinetic 흡착속도식을 적용하여 감태과 다시마는 유사이차흡착속도식의 상관계수가 더 높은 것으로 보아 본 흡착공정은 주로 물리화학적 반응으로 진행한 것으로 판단되었다. 이상 결과로부터 감태를 이용하여 중금속 흡착 제거 효과가 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 조류를 활용한 생물흡착제는 수질관리에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
With the rapid development of the industry, heavy metals are among the most important pollutants in source and treated water and are becoming a severe public health problem. Aqueous heavy metal pollution can be harmful to aquatic life, and water contaminated by toxic metal ions bring serious influen...
With the rapid development of the industry, heavy metals are among the most important pollutants in source and treated water and are becoming a severe public health problem. Aqueous heavy metal pollution can be harmful to aquatic life, and water contaminated by toxic metal ions bring serious influence to health of human. The traditional heavy metal removing technologies such as chemical precipitation, electrode deposition and ion exchange are often uneconomical and may produce plenty of sludge. Consequently, it is urgent to find new technologies for removing heavy meal ions from wastewater. So, biosorption can be a promising alternative method to treat industrial efluents, especially alage, mainly because of its low cost, high metal binding capacity, high efficiency in dilute effluents and environmental friendly. Now there are many research on remove heavy metals by Ulva lactuca L., Laminaria japonica and so on. But by using Enteromorpha prolifera was rarely. This study was performed to find the effect of Enteromorpha prolifera as a biosorbent on the removal of heavy metals such as lead, copper, zinc and cadmium from the synthetic wastewater. The biosorption experiment was conducted using biomass of dried Enteromorpha prolifera, which has caused environmental pollution issues in oceans and lakes. To find the physico-chemical characteristics and adsorption capacity, parameters such as biosorbent dosage, initial heavy metal concentration, pH value of solution, contact time which influence the effects on heavy metals removal were changed and the optimum values were found through batch test. From the study on the impact factors of two non-living algae biosorption, we can found that the optimum dosage was 0.5g/L. When the pH value was 5, the adsorption effciency reached maximum. When the temperature was between 15℃ and 30℃, the adsorption efficiency had no significant changes. With the increase of concentrations, the adsoption efficiency showed the increasing trend. The experimental results showed that the sequence for adsorption capacity of heavy metals by Enteromorpha prolifera was Pb> Cu> Cd> Zn, by Laminaria japonica was Pb> Cd> Zn> Cu . The optimum conditions of pH, contact time and dosage of biosorbent were pH 5.0, 60min and 0.5 g/L, respectively. As initial heavy metal concentration increased, the adsorption efficiency and adsorption capacity increased. From the adsorption thermodynamic and kinetic analysis, the biosorption pattern of Pb, Cu, Zn and Cd was well described using Langmuir and Freundlich sorption isotherm with their R2 values of 0.95 and 0.99, respectively. The sorption kinetics followed pseudo-second order kinetic models and thus supported chemical sorption rather than internal diffusion. The work clearly indicates the potential of using Enteromorpha prolifera as an excellent adsorbent for heavy metal removal in industrial wastewater. The work clearly indicates the potential of using Enteromorpha prolifera as an excellent adsorbent for heavy metal removal in industrial wastewater.
With the rapid development of the industry, heavy metals are among the most important pollutants in source and treated water and are becoming a severe public health problem. Aqueous heavy metal pollution can be harmful to aquatic life, and water contaminated by toxic metal ions bring serious influence to health of human. The traditional heavy metal removing technologies such as chemical precipitation, electrode deposition and ion exchange are often uneconomical and may produce plenty of sludge. Consequently, it is urgent to find new technologies for removing heavy meal ions from wastewater. So, biosorption can be a promising alternative method to treat industrial efluents, especially alage, mainly because of its low cost, high metal binding capacity, high efficiency in dilute effluents and environmental friendly. Now there are many research on remove heavy metals by Ulva lactuca L., Laminaria japonica and so on. But by using Enteromorpha prolifera was rarely. This study was performed to find the effect of Enteromorpha prolifera as a biosorbent on the removal of heavy metals such as lead, copper, zinc and cadmium from the synthetic wastewater. The biosorption experiment was conducted using biomass of dried Enteromorpha prolifera, which has caused environmental pollution issues in oceans and lakes. To find the physico-chemical characteristics and adsorption capacity, parameters such as biosorbent dosage, initial heavy metal concentration, pH value of solution, contact time which influence the effects on heavy metals removal were changed and the optimum values were found through batch test. From the study on the impact factors of two non-living algae biosorption, we can found that the optimum dosage was 0.5g/L. When the pH value was 5, the adsorption effciency reached maximum. When the temperature was between 15℃ and 30℃, the adsorption efficiency had no significant changes. With the increase of concentrations, the adsoption efficiency showed the increasing trend. The experimental results showed that the sequence for adsorption capacity of heavy metals by Enteromorpha prolifera was Pb> Cu> Cd> Zn, by Laminaria japonica was Pb> Cd> Zn> Cu . The optimum conditions of pH, contact time and dosage of biosorbent were pH 5.0, 60min and 0.5 g/L, respectively. As initial heavy metal concentration increased, the adsorption efficiency and adsorption capacity increased. From the adsorption thermodynamic and kinetic analysis, the biosorption pattern of Pb, Cu, Zn and Cd was well described using Langmuir and Freundlich sorption isotherm with their R2 values of 0.95 and 0.99, respectively. The sorption kinetics followed pseudo-second order kinetic models and thus supported chemical sorption rather than internal diffusion. The work clearly indicates the potential of using Enteromorpha prolifera as an excellent adsorbent for heavy metal removal in industrial wastewater. The work clearly indicates the potential of using Enteromorpha prolifera as an excellent adsorbent for heavy metal removal in industrial wastewater.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.